KR20160034497A

KR20160034497A - Ultrasonic flaw detection device

Info

Publication number: KR20160034497A
Application number: KR1020140125101A
Authority: KR
Inventors: 한무경
Original assignee: 효림산업 주식회사
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2016-03-30

Abstract

The present invention relates to an ultrasonic fault detecting device. The ultrasonic fault detecting device includes: a main body (30) connected to a ball joint (301) installed in the center on the bottom of a lifting plate (20) to freely rotate; a housing (40) connected to a vertical guide rod (303) installed between both side plates of the main body (30) to move from side to side and having a first roller (401) moving by being connected to the outer circumference of a shaft (A) to be tested, wherein the first roller is installed on the bottom on both sides; a holder (50) connected to a rotation shaft (403) installed in the housing (40) in a horizontal direction to be able to rotate and having a second roller (501) moving by being connected to the outer circumference of the shaft (A) to be tested, wherein the second roller is installed in the front and rear of the holder; and an ultrasonic fault detecting probe (60) installed in a mounting groove (503) on the bottom of the holder (50) to be detached and having a contact maker (601) on the bottom. The ultrasonic fault detecting device can obtain an accurate fault detecting result by preventing one-sided wear of the contact maker (601) and can extend durability of the ultrasonic fault detecting probe (60). The ultrasonic fault detecting device enables fault detection with ultrasonic waves on the shaft to be tested, with various diameters.

Description

[0001] ULTRASONIC FLAW DETECTION DEVICE [0002]

본 발명은 초음파 탐상장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 초음파를 이용해 축의 용접부 결함을 탐지하는 과정에서 축이 편심 회전하더라도 초음파에 의한 정확한 탐상이 이루어지도록 함과 동시에 탐상 과정에서 초음파탐상자의 접촉자 편마모를 방지하여 고가인 초음파탐상자의 사용 수명을 연장시킬 수 있게 한 초음파 탐상장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic testing apparatus, and more particularly, to an ultrasonic testing apparatus for detecting defects in a welding portion of a shaft by using ultrasonic waves, which enables precise testing by ultrasonic waves even if the shaft rotates eccentrically, So that the service life of the expensive ultrasonic probe can be prolonged.

일반적으로 차량 등에 사용되는 축은 운동성과 경량화 및 원가 절감과 강도 향상을 위하여 내부가 비어 있는 중공축과 내부가 채워진 실축을 용접하여 일체로 형성한 것을 사용하는 경우가 많다. Generally, a shaft used in a vehicle is often integrally formed by welding a hollow shaft having an inner hollow portion and a hollow shaft having an inner portion in order to reduce the weight and cost, and to improve the strength and strength.

이때, 용접은 주로 마찰 용접(friction welding)을 사용하게 되는데, 이것은 상기 중공축과 실축의 접촉 부위가 마찰열에 의해 용융되어 서로 부착되도록 하는 용접이다.At this time, the welding mainly uses friction welding, which is a welding process in which the contact portion between the hollow shaft and the seal shaft is melted and adhered to each other by frictional heat.

그런데 상기와 같은 마찰 용접이 이루어지는 과정에서 용접 부위에 균열이 발생하거나, 내부에 기포가 형성되는 경우에는 된 경우에는 마찰 용접으로 형성된 축의 강도와 내구성이 현저히 저하되어 사용 도중 상기 용접부위가 파손되는 치명적인 문제점을 가지게 된다. However, in the case where cracks are generated in the welding part in the process of friction welding as described above, or when bubbles are formed in the inside, the strength and durability of the shaft formed by friction welding are significantly lowered, Problem.

따라서 내부가 비어 있는 중공축과 내부가 채워진 실축을 마찰 용접하여 일체로 형성하는 경우에는 상기 용접부위의 균열이나 기포 발생과 같은 결함 요인을 탐지하는 초음파 탐상장치를 이용하여 마찰 용접이 완료된 축을 검사하는 것이 일반적이다. Therefore, when the hollow shaft having the hollow interior and the hollow shaft filled with the inside are integrally formed by frictional welding, the shaft to which the friction welding is completed is inspected using an ultrasonic flaw detecting device for detecting defects such as cracks or bubbles in the welding spot It is common.

상기와 같이 내부가 비어 있는 중공축과 내부가 채워진 실축을 마찰 용접하여 일체로 형성한 축의 용접 부위를 탐상하는 종래의 초음파 탐상장치는 축을 통과하는 초음파를 발진하고, 축을 통과한 후 반사되는 초음파를 수신하는 초음파탐상자와, 상기 초음파탐상자를 수용하는 하우징과, 상기 초음파탐상자가 축 표면에 긴밀하게 접촉할 수 있도록 상기 초음파탐상자를 수용하는 하우징을 탄력적으로 승강시키는 승강수단을 구비하여 구성된다. A conventional ultrasonic inspection apparatus for detecting a welded portion of a shaft integrally formed by frictional welding of a hollow shaft having an inner hollow portion and a hollow inner shaft portion as described above oscillates an ultrasonic wave passing through a shaft, And a lifting means for elastically lifting and lifting a housing accommodating the ultrasonic probe so that the ultrasonic probe contacts the shaft surface in a tightly contacted manner.

한편, 초음파탐상자는 초음파 탐상장치의 핵심 부품으로서 일반적으로는 육면체 형상으로 되며, 저면에는 우레탄과 같은 소재로 되어 축과 같은 검사대상에 접촉하는 접촉자로 구성되는데, 상기 초음파탐상자는 일반적인 부품으로서 당해 업자라면 누구나 알 수 있는 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.On the other hand, the ultrasonic probe is a core component of the ultrasonic probe and is generally formed in a hexahedron shape. The bottom surface of the ultrasonic probe is made of a material such as urethane and is in contact with an object to be inspected such as a shaft. It is something that anyone can know, so a detailed explanation is omitted.

상기와 같은 종래의 초음파 탐상장치에 의한 축의 검사 과정을 간략히 설명하면, 먼저 선반처럼 주축과 심암대가 구성되어 검사 대상인 축을 수평 상태로 지지한 후, 축심을 중심으로 축을 회전시킬 수 있게 구성한 보조장비를 이용하여 축을 지지한 후, 상기 초음파탐상자의 접촉자가 축의 외주면에 접촉되게 배치한 상태에서 검사 대상 축을 지지하는 보조장비를 이용하여 검사 대상 축을 일방향으로 회전시키면서 초음파탐상자를 가동하면, 초음파탐상자에서 발진된 초음파는 상기 접촉자를 통과한 후, 접촉자와 접촉되는 검사 대상 축의 중공축의 매질을 통해서 상기 용접부위까지 전달된 후 반사되어 초음파탐상자에서 수신된다. The inspection process of the shafts by the conventional ultrasonic inspection apparatus as described above will be briefly described. First, an auxiliary equipment constituted by a spindle and a stamen block such as a shelf, which supports an axis to be tested horizontally and then rotates about the axis, When the ultrasonic probe is operated while rotating the test subject shaft in one direction by using ancillary equipment supporting the axis to be tested in a state in which the contact of the ultrasonic probe is in contact with the outer circumferential surface of the shaft after supporting the shaft, After the ultrasonic wave passes through the contactor, the ultrasonic wave is transmitted to the welding part through the medium of the hollow shaft of the shaft to be inspected, which is in contact with the contactor, and then reflected and received by the ultrasonic probe.

상기와 같이 용접부위에서 초음파가 반사되어 수신될 때, 용접부위에 균열이나 기공 등의 결함이 없다면, 반사되는 초음파에 대한 물리량을 펄스로 출력하는 모니터상에서 일정 파형이 연속 반복되게 출력되지만, 용접부위에 균열이나 기공과 같은 결함이 있다면, 일정 파형이 연속 반복되는 정상 파형보다 급격히 큰 진폭의 파형이 주기적으로 출력됨으로써 용접부위의 결함을 확인할 수 있게 된다. If ultrasonic waves are reflected and received on the welding part as described above, if there is no defect such as crack or pore on the welding part, a certain waveform is continuously output on the monitor which outputs the physical quantity of reflected ultrasonic waves as pulses. However, If there is a defect such as pore, a waveform with a rapidly larger amplitude is output periodically than a normal waveform in which a certain waveform is continuously repeated, so that a defect in a welded portion can be confirmed.

등록특허공보 제10-1253776호Patent Registration No. 10-1253776 등록특허공보 제10-0441757호Patent Registration No. 10-0441757

상술한 바와 같은 종래의 초음파 탐상장치는 이론적으로는 내부가 비어 있는 중공축과 내부가 채워진 실축이 마찰 용접(friction welding)에 의하여 일체로 된 축의 용접부위 결함을 정확하게 확인할 수 있으나, 실제로는 축의 상태에 따라서 초음파 탐상의 정밀도가 떨어지는 문제점 발생하는데 이는 축을 구성하는 중공축과 실축의 중심축이 불일치하는데서 발생한다.In the conventional ultrasonic inspection apparatus as described above, it is theoretically possible to precisely identify the defect in the welded portion of the shaft integrally formed by the friction welding between the hollow shaft having the hollow interior and the hollow shaft filled therein, but in reality, There is a problem in that the accuracy of the ultrasonic inspection is deteriorated due to the inconsistency between the hollow axis constituting the axis and the central axis of the dead axis.

즉, 아무리 정교하게 중공축과 실축의 중심축을 맞대어 놓고 마찰 용접한다 하더라도, 용접이 완료된 축의 편심량은 대략 0.1∼0.3mm 정도 발생하게 되는데, 이처럼 편심량이 발생하는 경우에 축이 편심 회전함으로써 초음파탐상자의 접촉자 중심이 정확하게 축의 상면에 접촉하는 것이 아니라, 접촉자의 특정 부분이 편심 회전하는 축에 의해 큰 부하를 받게 됨으로써 편마모가 발생하게 되고, 그로 인해 접촉자가 축 상면에 정확하게 접촉하지 못하고, 특정 부분이 이격되는 현상이 발생하게 된다. That is, even if the center axis of the hollow shaft and the hollow shaft are brought into contact with each other by friction, the amount of eccentricity of the welded shaft is about 0.1 to 0.3 mm. If the eccentricity is generated, the shaft rotates eccentrically, The center of the contact does not exactly contact the upper surface of the shaft but the specific portion of the contact is subjected to a large load by the eccentrically rotating shaft and thereby the uneven wear is generated. As a result, the contactor does not contact the shaft surface precisely, .

따라서, 상기 접촉자에서 편마모 된 부위를 통과한 초음파는 축에 곧장 전달되지 못하고, 이격부의 공기층을 통과한 후 축을 통과하게 되고, 용접부위에서 반사된 초음파 또한 이격부의 공기층을 통과한 후, 상기 접촉자를 통해 수신됨으로써 불규칙한 진폭의 펄스가 발생하게 되어 초음파탐상자에 의한 검사 대상 축의 용접부위 결함 여부를 정확하게 확인할 수 없는 문제점이 있었다.Therefore, the ultrasonic waves passing through the portion of the contactor that is impervious to the contact can not be directly transmitted to the shaft. After passing through the air layer of the separation portion, the ultrasonic wave passes through the axis, and the reflected ultrasonic wave also passes through the air layer of the separation portion, A pulse of an irregular amplitude is generated, and thus there is a problem that the ultrasonic probe can not accurately confirm whether or not a defective welded portion of the subject shaft is defective.

또한, 중공축과 실축의 중심축을 맞대어 놓고 마찰 용접하는 검사 대상 축, 특히 자동차, 항공기, 선박 등과 같이 큰 힘이 발생하는 동력전달장치에 사용되는 축의 경우에는 일반적으로 경도 증가를 위해 표면을 고주파 열처리를 하기 때문에 축의 표면이 고주파 열처리를 하지 않은 일반적인 축보다 거친 특성이 있는데, 이러한 축에 초음파탐상자의 접촉자가 밀착함으로써 접촉자의 마모는 급속도로 이루어지게 된다.In addition, in the case of a shaft to be inspected for friction welding with the center axis of the hollow shaft and the center axis of the actual shaft facing each other, in particular, in a shaft used for a power transmission device such as an automobile, an aircraft, Therefore, the surface of the shaft is rougher than a general axis not subjected to the high-frequency heat treatment, and contact of the ultrasonic probe is closely contacted with such axis, so that wear of the contactor is rapidly performed.

그런데 상기와 같이 접촉자의 편마모가 발생하는 경우에 정상적인 마모보다 사용 수명이 급격히 단축됨으로써 고가의 구입 비용을 필요로 하는 초음파탐상자 교체에 많은 비용 지출이 발생함으로써 경제적 부담이 가중되는 문제점이 있었다.However, when the wearer of the contact occurs, as described above, the service life is shortened more than the normal wear and tear, so that the cost of the replacement of the ultrasonic probe, which requires high purchase cost, is increased and the economical burden is increased.

본 발명의 초음파 탐상장치는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 승강장치에 부착되어 승강하는 부착판(10)과; 상기 부착판(10) 하부에 설치된 세로안내봉(101)에 승강 가능케 결합하고, 평면과 상기 부착판(10)의 저면 간에 설치되는 제1코일스프링(201)으로 탄설한 승강판(20)과; 상기 승강판(20)의 저면 중앙에 설치되는 볼조인트(301)에 결합하여 자유로운 회전 유동이 가능케 하고, 평면과 상기 승강판(20)의 저면 간에 설치되는 제2코일스프링(302)으로 탄설한 메인바디(30)와; 상기 메인바디(30)의 양 측판 간에 설치되는 가로안내봉(303)에 결합하여 좌우 이동 가능케 하고, 외측면과 상기 메인바디(30)의 양 측판 내면 간에 설치되는 제3코일스프링(402)으로 탄설하며, 양측 저면에는 검사 대상 축(A)의 외주면과 접동하는 제1롤러(401)를 설치한 하우징(40)과; 상기 하우징(40)에 횡방향으로 설치된 회전축봉(403)에 회전이 가능케 결합하고, 전후방에는 검사 대상 축(A)의 외주면과 접동하는 제2롤러(501)를 설치하며, 평면과 상기 하우징(40)의 저면 간에 설치되는 제4코일스프링(502)으로 탄설한 홀더(50)와; 상기 홀더(50) 저면의 장착홈(503) 내부에 탈부착 가능케 설치하고, 저면에는 접촉자(601)를 형성한 초음파탐상자(60)를 포함하여 구성함으로써 접촉자(601)의 편마모를 방지하여 정확한 탐상 결과를 얻을 수 있도록 함과 동시에 초음파탐상자(60)의 사용 수명을 연장시킬 수 있으며, 다양한 직경을 가진 검사 대상 축에 대한 초음파 탐상이 가능케 한 목적을 달성할 수 있다.
The ultrasonic inspection apparatus of the present invention has been developed in order to solve the conventional problems as described above, and includes an attachment plate (10) attached to a lifting device and lifted and lowered; A lifting plate 20 which is lifted and lowered by a vertical guide bar 101 provided under the attachment plate 10 and is supported by a first coil spring 201 installed between a plane and a bottom surface of the attachment plate 10, ; And is coupled to a ball joint 301 provided at the center of the bottom surface of the elevating plate 20 to allow free rotation of the ball joint 301. The second coil spring 302 installed between the flat surface and the bottom surface of the elevating plate 20, A main body (30); A third coil spring 402 which is coupled to the lateral guide rods 303 provided between the both side plates of the main body 30 so as to be movable left and right and installed between the outer side and the inner surfaces of both side plates of the main body 30 A housing (40) provided on both bottom sides with a first roller (401) sliding on the outer peripheral surface of the subject axis (A); A second roller 501 slidingly coupled to the outer circumferential surface of the shaft A to be inspected is provided at front and rear sides of the rotary shaft rod 403 provided in the housing 40 in a transverse direction, 40); a holder (50) which is held by a fourth coil spring (502) installed between the bottom surface of the holder (50); The contactor 601 is detachably mounted inside the mounting groove 503 on the bottom of the holder 50 and the ultrasonic probe 60 having the contactor 601 is formed on the bottom surface of the holder 50 to prevent uneven wear of the contactor 601, The service life of the ultrasonic probe 60 can be prolonged, and the object of enabling ultrasonic inspection of the axis of the probe having various diameters can be achieved.

이상과 같은 본 발명의 초음파 탐상장치는 검사 대상 축이 편심되어 회전하거나 길이방향으로 기울어진 채로 회전하더라도 이에 대응함으로써 초음파탐상자의 접촉자에 편마모가 발생하지 않도록 하여 초음파탐상자의 사용 수명을 연장시킴으로써 고가인 초음파탐상자의 교체에 따른 경제적인 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 접촉자를 통해 검사 대상 축으로 전달되어 반사된 후 다시 수신되는 초음파의 발신, 수신이 정확하게 이루어짐으로써 더욱 정확한 탐상 결과를 얻을 수 있게 된다. 또한, 다수의 롤러를 이용하여 검사 대상 축의 회전이나 직경이 대응함으로써 다양한 직경의 검사 대상 축에 대한 초음파 탐상이 가능할 뿐만 아니라, 직경이 변하는 제품의 검사에도 활용 가능케 효과도 얻을 수 있다.As described above, the ultrasonic inspection apparatus of the present invention does not cause irregular wear on the contactor of the ultrasonic probe, thereby increasing the service life of the ultrasonic probe, It is possible to reduce the economic burden due to the replacement of the ultrasonic probe and to transmit and receive ultrasound again after being transmitted to the axis of the object through the contactor and reflected. Further, since the rotation or diameter of the shaft to be inspected corresponds to the axis of the object to be inspected using a plurality of rollers, it is possible not only to perform the ultrasonic inspection on the axis of the object to be inspected having various diameters, but also to use it for the inspection of the product whose diameter changes.

또한 본 발명의 초음파 탐상장치는 자동 자세제어가 가능케 되어 균일한 검사 조건을 유지함과 동시에 대량의 제품 검사을 자동으로 검사할 수 있으며, 자동 자세 제어를 통해서 초음파탐상자와 검사체의 거리 및 각도 변위에 따른 펄스 변동성을 최소화 및 균일화함으로써 초음파 신호에 대한 신뢰성이 향상되어 검사의 정확성이 크게 향상되는 효과도 있다.In addition, the ultrasonic inspection apparatus of the present invention enables automatic attitude control, and it is possible to automatically inspect a large quantity of product inspection while maintaining a uniform inspection condition, and to measure the distance and angular displacement between the ultrasonic probe and the inspection object The reliability of the ultrasonic signal is improved and the accuracy of the inspection is greatly improved.

도 1은 본 발명의 초음파 탐상장치의 실시 예에 따른 사시도이다.
도 2는 본 발명의 초음파 탐상장치의 실시 예에 따른 저면사시도이다.
도 3은 본 발명의 초음파 탐상장치의 실시 예에 따른 정면도이다.
도 4는 본 발명의 초음파 탐상장치의 실시 예에 따른 측면도이다.
도 5는 본 발명의 초음파 탐상장치의 실시 예에 따른 정면 단면도이다.
도 6은 본 발명의 초음파 탐상장치의 실시 예에 따른 측면 단면도이다.
도 7은 본 발명의 초음파 탐상장치의 실시 예에 따른 펄스 신호의 모니터 출력 예를 나타낸 예시도이다.1 is a perspective view of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a bottom perspective view of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a front view of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a side view according to an embodiment of the ultrasonic inspection apparatus of the present invention.
5 is a front sectional view of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a side sectional view according to an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.
7 is an exemplary view showing an example of a monitor output of a pulse signal according to an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention.

이하, 본 발명의 초음파 탐상장치의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration and an operation of a ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 초음파 탐상장치는 승강판(20)의 저면 중앙에 설치되는 볼조인트(301)에 결합하여 자유로운 회전 유동이 가능케 한 메인바디(30)와; 상기 메인바디(30)의 양 측판 간에 설치되는 가로안내봉(303)에 결합하여 좌우 이동 가능케 하고, 양측 저면에는 검사 대상 축(A)의 외주면과 접동하는 제1롤러(401)를 설치한 하우징(40)과; 상기 하우징(40)에 횡방향으로 설치된 회전축봉(403)에 회전이 가능케 결합하고, 전후방에는 검사 대상 축(A)의 외주면과 접동하는 제2롤러(501)를 설치한 홀더(50)와; 상기 홀더(50) 저면의 장착홈(503) 내부에 탈부착 가능케 설치하며, 저면에는 접촉자(601)를 형성한 초음파탐상자(60)를 구비한다.The ultrasonic testing apparatus of the present invention includes a main body 30 coupled to a ball joint 301 installed at the center of the bottom of a steel plate 20 and capable of rotating freely; The first and second rollers 401 and 402 are coupled to a lateral guide bar 303 provided between both side plates of the main body 30 and movable left and right. (40); A holder 50 rotatably coupled to the rotary shaft rod 403 provided in the housing 40 in the transverse direction and provided with a second roller 501 sliding forward and backward from the outer circumferential surface of the shaft A to be inspected; And an ultrasonic probe 60 which is detachably installed inside the mounting groove 503 on the bottom surface of the holder 50 and has a contactor 601 formed on the bottom surface thereof.

상기 승강판(20)은 승강장치(도시하지 않음)에 부착되어 승강하는 부착판(10) 하부에 설치된 세로안내봉(101)에 승강 가능케 결합하되, 최대 하강 폭을 제한하기 위하여 승강판(20)을 관통하는 세로안내봉(101)의 하단부에는 스토퍼를 설치한다. The lifting plate 20 is attached to a vertical guide bar 101 attached to a lower portion of a mounting plate 10 attached to a lifting and lowering device (not shown) so as to be movable up and down. A stopper is provided at the lower end of the vertical guide rod 101.

상기 부착판(10)을 승강시키는 승강장치(도시하지 않음)는 선반처럼 주축과 심암대가 구성되어 검사 대상인 축을 수평 상태로 지지하는 보조장비 일측에 설치되며, 상단부에는 LM가이드에 의해 검사 대상 축(A)과 수평 방향으로 이동 가능한 이동체 중심부에 세로 방향으로 실린더를 설치하여 그 실린더의 로드(L)에 상기 부착판(10)을 부착함으로써 검사 대상 축(A)의 길이나 직경에 대응하여 본 발명의 초음파 탐상장치의 상하좌우 이동이 가능하다.An elevating device (not shown) for elevating and lowering the mounting plate 10 is installed on one side of an auxiliary equipment for supporting a shaft to be inspected in a horizontal state such that the main shaft and the tread block are constituted like a shelf, A) and the mounting plate 10 is attached to the rod L of the cylinder in a longitudinal direction at the center of the movable body movable in the horizontal direction, The ultrasonic inspection apparatus can be moved up and down and left and right.

상기 부착판(10)의 저면과 승강판(20)의 평면에는 각각 스프링설치홈을 형성하여 스프링설치홈 간에 제1코일스프링(201)을 설치함으로써 검사 대상 축(A)의 초음파 탐상 과정에서 축을 통해 전달되는 상하로 직선 운동하는 진동을 상기 제1코일스프링(201)이 흡수 완화함으로써 부착판(10)의 위치를 일정하게 유지할 수 있도록 함과 동시에 바운싱에 의한 승강장치의 고장이나 손상을 방지한다.The first coil spring 201 is provided between the spring mounting grooves on the bottom surface of the mounting plate 10 and the plane of the lifting plate 20 so that the axis of the shaft A to be inspected, So that the position of the attachment plate 10 can be kept constant and the breakage of the lift device due to bouncing can be prevented.

상기 승강판(20)의 하부에서 다양한 각도로 회전 유동 가능하도록 결합하는 상기 메인바디(30)는, 볼조인트(301)의 상단부를 상기 승강판(20)의 저면 중앙에 결합하고, 볼조인트(301)의 하단부를 메인바디(30)의 상판 중심부에 결합함으로써 볼조인트(301)의 관절 작용에 의하여 메인바디(30)가 승강판(20) 하부에서 다양한 각도의 회전 유동이 가능하다.The main body 30 coupled to be rotatable at various angles at a lower portion of the lifting plate 20 is configured to couple the upper end of the ball joint 301 to the center of the bottom of the lifting plate 20, The main body 30 can rotate at various angles under the lifting plate 20 by the joint action of the ball joint 301 by engaging the lower end of the main body 30 with the center of the upper plate.

또한, 상기 승강판(20)의 저면과 메인바디(30)의 평면에는 각각 스프링설치홈을 형성하여 스프링설치홈 간에 제2코일스프링(302)을 설치함으로써 검사 대상 축(A)의 초음파 탐상 과정에서 편심된 축의 편심 회전을 통해서 전달되는 좌우로 회전하는 진동과 전후로 회전하는 진동을 상기 제2코일스프링(302)이 흡수 완화함으로써 편심축의 편심 회전에 대응한 메인바디(30)의 유동적인 움직임이 가능하다. The second coil spring 302 is provided between the spring mounting grooves to form the spring mounting grooves on the bottom surface of the lifting plate 20 and the plane of the main body 30, The second coil spring 302 absorbs and reduces vibrations that are transmitted through the eccentric rotation of the eccentric shaft and vice versa, so that the fluid movement of the main body 30 corresponding to the eccentric rotation of the eccentric shaft It is possible.

상기 메인바디(30)에서 좌우로 이동 가능하도록 설치하는 상기 하우징(40)은 상기 메인바디(30)의 양 측판 간에 설치되는 가로안내봉(303)에 결합하여 상기 가로안내봉(303)을 따라서 좌우 이동 가능케 하고, 상기 메인바디(30)의 양측 내면과 하우징(40)의 양측 외면에는 각각 스프링설치홈을 형성하여 스프링설치홈 간에 제3코일스프링(402)을 설치함으로써 검사 대상 축(A)의 초음파 탐상 과정에서 편심된 축의 편심 회전을 통해서 전달되는 좌우로 직선 운동하는 진동을 상기 제3코일스프링(402)이 흡수 완화함으로써 편심축의 편심 회전에 대응한 하우징(40)의 좌우 움직임이 가능하다. The housing 40 installed to be movable left and right in the main body 30 is coupled to a lateral guide bar 303 provided between both side plates of the main body 30, And a third coil spring 402 is provided between the spring mounting grooves to form a spring axis of the main body 30 and the outer surface of both sides of the housing 40 on both sides of the main body 30, The third coil spring 402 absorbs vibration that linearly moves right and left transmitted through the eccentric rotation of the eccentric shaft in the ultrasonic inspection process of the eccentric shaft so that the left and right movement of the housing 40 corresponding to eccentric rotation of the eccentric shaft is possible .

또한, 상기 하우징(40)의 양측 저면에는 외주면이 하우징(40) 저면으로 노출되게 제1롤러(401)를 설치함으로써 검사 대상 축(A)의 초음파 탐상 과정에서 상기 제1롤러(401)가 검사 대상 축(A)의 좌우 양측에서 검사 대상 축(A)의 외주면에 밀착되어 검사 대상 축(A)이 편심 회전하더라도 상기 제1롤러(401)가 검사 대상 축(A)의 외주면에 정밀하게 밀착된 상태를 유지함으로써 검사 대상 축(A)과의 이격 방지가 가능하다. The first roller 401 is provided on both bottom surfaces of the housing 40 so that the outer circumferential surface of the housing 40 is exposed to the bottom surface of the housing 40. In this way, The first roller 401 is brought into close contact with the outer circumferential surface of the subject axis A to be inspected even if the subject axis A is in close contact with the outer circumferential surface of the subject axis A on both left and right sides of the subject axis A, It is possible to prevent the separation from the axis A to be inspected.

상기 하우징(40)에 회전 가능케 설치하는 상기 홀더(50)는 상기 하우징(40)의 양 측벽에 세로 방향으로 형성된 장공(404)을 관통하여 내측 단부가 내측으로 돌출되도록 회전축봉(403)을 설치하여, 홀더(50)의 양측면에 형성된 암나사부(504)에 상기 회전축봉(403)을 나사 결합함으로써 장공(404)을 관통하는 회전축봉(403)을 중심축으로 홀더(50)가 회전 가능할 뿐만 아니라, 장공(404)을 따라서 홀더(50)의 승강도 가능하다. 또한, 상기 홀더(50)의 전후방에는 검사 대상 축(A)의 외주면에 밀착하여 회전할 수 있도록 제2롤러(501)를 설치함으로써 검사 대상 축(A)의 초음파 탐상 과정에서 제2롤러(501)가 검사 대상 축(A)의 상부 외주면에 밀착되어 검사 대상 축(A)이 편심 회전하더라도 제2롤러(501)가 검사 대상 축(A)의 외주면에 정밀하게 밀착된 상태를 유지함으로써 검사 대상 축(A)과의 이격을 방지한다.The holder 50 is rotatably installed in the housing 40. The holder 40 is installed on both side walls of the housing 40 through a slot 404 formed in the longitudinal direction, The holder 50 is rotatable about the rotation axis bar 403 passing through the slot 404 by screwing the rotation axis bar 403 to the female screw portion 504 formed on both sides of the holder 50 Alternatively, the holder 50 can be moved up and down along the long hole 404. The second roller 501 is provided in front of and behind the holder 50 so as to be in close contact with the outer circumferential surface of the shaft A to be inspected so that the second roller 501 Is kept in close contact with the outer circumferential surface of the subject axis A even though the subject axis A is eccentrically rotated by being brought into close contact with the upper outer circumferential surface of the subject axis A, Thereby preventing separation from the axis A.

또한, 상기 하우징(40)의 저면에는 스프링설치홈을 형성하여 상기 하우징(40)의 저면과 상기 홀더(50)의 평면 간에 제4코일스프링(502)을 설치함으로써 검사 대상 축(A)의 초음파 탐상 과정에서 편심된 축의 편심 회전을 통해서 전달되는 전후로 회전 운동하는 진동을 상기 제4코일스프링(502)이 흡수 완화함으로써 편심축의 편심 회전에 대응한 홀더(50)의 움직임이 가능하다. A fourth coil spring 502 is provided between the bottom surface of the housing 40 and the plane of the holder 50 to form a spring mounting groove on the bottom surface of the housing 40, It is possible to move the holder 50 corresponding to the eccentric rotation of the eccentric shaft by absorbing the fourth coil spring 502 absorbing the oscillating vibration transmitted to the eccentric shaft through the eccentric rotation during the inspection process.

상기 홀더(50) 저면의 장착홈(503) 내부에 탈부착 가능케 설치하는 초음파탐상자(60)는 상기 홀더(50)의 상판을 관통하는 체결볼트를 이용하여 상기 장착홈(503) 내부에 삽입 설치하되, 저면에 형성된 접촉자(601)가 하향 돌출되어 검사 대상 축(A)의 상부 외주면에 긴밀하게 접촉하도록 설치하는 것이 바람직하다.The ultrasonic probe 60 detachably installed in the mounting groove 503 at the bottom of the holder 50 is inserted into the mounting groove 503 using a fastening bolt passing through the upper plate of the holder 50 It is preferable that the contactor 601 formed on the bottom surface is provided so as to protrude downward so as to be in intimate contact with the outer circumferential surface of the upper part of the axis A to be inspected.

상기 초음파탐상자(60)는 본 발명의 기술 분야에서 당 업자가 쉽게 구입 가능한 일반적인 센싱 부품으로써 통상적으로 외형은 육면체 형상이고, 저면에는 검사 대상 축(A)에 접촉하는 우레탄 등의 소재로 된 접촉자(601)를 형성하며, 일측면에는 케이블(602)을 구비한다. The ultrasonic probe 60 is a general sensing part that can be easily purchased by a person skilled in the art in the technical field of the present invention. The ultrasonic probe 60 is generally in the form of a hexahedron. The bottom surface of the probe 60 is made of urethane or the like (601), and a cable (602) is provided on one side.

상기 초음파탐상자(60)의 케이블(602)은 파형을 출력하는 모니터와 연결함으로써 초음파탐상자(60)가 초음파를 발생시키고 반사되는 초음파를 수신하여 이를 상기 모니터로 전송하면 모니터상에는 수신된 초음파에 대한 물리량이 펄스 신호로 출력된다. 따라서 모니터상에 출력되는 펄스 신호를 통해서 검사 대상 축(A)의 용접부위의 균열이나 기공과 같은 결함의 존재 여부를 확인할 수 있다.The cable 602 of the ultrasonic probe 60 generates ultrasonic waves by connecting the cable 602 to a monitor for outputting a waveform. When the ultrasonic probe 60 receives reflected ultrasonic waves and transmits the ultrasonic waves to the monitor, Is outputted as a pulse signal. Therefore, it is possible to check whether there is a defect such as cracks or pores in the welded portion of the axis A to be inspected through the pulse signal outputted on the monitor.

이상과 같이 구성된 본 발명의 기술이 적용된 초음파 탐상장치에 의한 검사 대상 축(A)의 초음파 탐상 과정을 설명하면 다음과 같다.The ultrasonic inspection process of the axis A to be inspected by the ultrasonic inspection apparatus to which the technique of the present invention is applied will be described as follows.

먼저, 검사 대상 축(A)은 일반적으로 내부가 비어 있는 중공축과 내부가 채워진 실축을 마찰용접하여 일체로 형성한 것으로서 일 예로서 자동차에 사용되는 프로펠러 샤프트가 있다.First, a shaft to be inspected A is generally formed by integrally forming a hollow shaft with an inner hollow and a hollow shaft filled with an inner body. The shaft is, for example, a propeller shaft used in an automobile.

상기 검사 대상 축(A)은 선반처럼 주축과 심압대가 구성되어 상기 축을 수평상태로 지지한 후 검사 대상 축(A)을 축심을 중심으로 회전시킬 수 있게 구성한, 초음파 탐상을 위한 작업 현장에서 일반적으로 사용되는 보조장비(도시하지 않음)에 수평으로 장착한다. The inspection subject axis A is constituted such that a main shaft and a pressure sensor are constituted like a shelf so that the shaft can be supported in a horizontal state and then the test subject shaft A can be rotated around the axis. And horizontally mounted on the auxiliary equipment (not shown) used.

상기 보조장비 일측에는 LM가이드에 의해 검사 대상 축(A)과 수평 방향으로 이동 가능한 이동체 중심부에 세로 방향으로 설치된 실린더를 구비한 승강장치를 설치하여 상기 승강장치의 실린더 로드에 본 발명의 초음파 탐상장치의 부착판(10)을 설치한다. A lift device having a cylinder provided in the longitudinal direction at a center of the movable body movable in the horizontal direction with the axis A to be inspected is provided at one side of the auxiliary equipment by means of the LM guide so that the attachment of the ultrasonic flaw detector of the present invention The plate 10 is installed.

그리하여 실린더를 적절한 높이로 승강시켜 본 발명의 초음파 탐상장치의 초음파탐상자(60)의 접촉자(601)를 검사 대상 축(A)의 상측 외주면에 접촉시키게 되는데, 본 발명의 초음파 탐상장치에 구비된 제1, 제2, 제4코일스프링(502)의 탄성이 복합적으로 홀더(50)에 가해지면서 홀더(50)를 하방으로 밀어줌으로써 홀더(50)에 설치된 초음파탐상자(60)의 접촉자(601)가 검사 대상 축(A)의 외주면에 접촉된 상태를 유지함으로써 검사 대상 축(A)에 대한 초음파 탐상을 위한 준비가 완료된다.The cylinder 601 is raised and lowered to an appropriate height so that the contactor 601 of the ultrasonic probe 60 of the ultrasonic testing apparatus of the present invention is brought into contact with the upper outer circumferential surface of the axis A to be tested. The elasticity of the first, second and fourth coil springs 502 is applied to the holder 50 to push the holder 50 downward so that the contacts 601 of the ultrasonic probe 60 mounted on the holder 50 Is kept in contact with the outer circumferential surface of the axis A to be inspected, the preparation for ultrasonic inspection of the shaft A to be inspected is completed.

그리하여 검사 대상 축(A)의 수평 지지와 회전을 가능케 하는 보조장비를 가동하여 검사 대상 축(A)을 회전시키면서 초음파탐상자(60)를 가동하면, 초음파탐상자(60)와 케이블(602)로 연결된 모니터상에는 가로 방향으로 검사 대상 축(A)의 회전 정도인 각도가 표시되고, 모니터의 세로 방향으로는 초음파탐상자(60)에서 발진 후 반사되어 수신된 초음파에 대한 물리량이 첨부도면 도 7과 같이 펄스 신호로 출력되는데, 검사 대상 축(A)의 용접부위에 결함이 없는 경우에는 도 7의 (a)와 같이 일정한 진폭의 파형이 연속 반복되게 출력되지만, 용접부위에 균열이나 내부에 형성된 기포와 같은 결함이 있는 경우에는 도 7의 (b)와 같이 특정 위치에 상기 일정한 진폭의 파형보다 큰 진폭의 파형이 주기적으로 출력됨으로써 용접부위의 결함 여부를 확인할 수 있게 된다.When the ultrasonic probe 60 is operated while rotating the auxiliary axis A to rotate the object axis A by operating an auxiliary device capable of horizontal support and rotation of the axis A to be tested, The angle of the rotation of the axis A to be inspected in the horizontal direction is displayed on the monitor connected to the monitor, and the physical quantity of the ultrasonic wave reflected after the oscillation in the ultrasonic probe 60 in the vertical direction of the monitor, 7 (a), if the welding portion of the axis A to be inspected is free from defects, a waveform having a constant amplitude is continuously and repeatedly outputted. However, cracks or bubbles formed inside the welding portion In the case of the same defect, as shown in FIG. 7 (b), a waveform having a larger amplitude than the waveform of the constant amplitude is periodically outputted at a specific position, .

한편, 상기와 같이 초음파 탐상이 이루어지는 과정에서 보조장비에 의해 회전하는 검사 대상 축(A)은 내부가 비어 있는 중공축과 내부가 채워진 실축을 마찰용접으로 일체화한 것이므로 각각의 중심축이 완벽하게 일직선상으로 일치하도록 제조하는 것은 현재의 기술력으로는 매우 어렵기 때문에 미세한 편심량을 가지게 됨으로써 검사 대상 축(A)은 편심되어 회전한다. Meanwhile, in the process of performing the ultrasonic inspection as described above, the shaft A to be inspected, which is rotated by the auxiliary equipment, is formed by integrating the hollow shaft with the hollow interior and the hollow shaft filled with the inside by frictional welding, It is very difficult to manufacture the coils so as to coincide with each other, so that the target axis A is eccentrically rotated by having a minute amount of eccentricity.

이때, 검사 대상 축(A)의 외주면에 접촉하는 초음파탐상자(60)를 설치한 홀더(50)는 상기 하우징(40)에 전후로 회전 가능케 설치됨과 동시에 제4코일스프링(502)이 탄설되어 편심된 축의 편심 회전을 통해서 전달되는 전후로 회전 운동하는 진동을 상기 제4코일스프링(502)이 흡수 완화하고, 상기 하우징(40)은 상기 메인바디(30)에서 좌우로 이동 가능케 설치됨과 동시에 제3코일스프링(402)으로 탄설되어 편심된 축의 편심 회전을 통해서 전달되는 좌우로 직선 운동하는 진동을 상기 제3코일스프링(402)이 흡수 완화함으로써 편심축의 편심 회전에 대응할 수 있게 된다.At this time, the holder 50 provided with the ultrasonic probe 60 contacting the outer circumferential surface of the axis A to be inspected is rotatably installed in the housing 40, and the fourth coil spring 502 is rotatably mounted, The fourth coil spring 502 absorbs vibration absorbing and rotating back and forth transmitted through the eccentric rotation of the shaft, and the housing 40 is installed so as to be movable left and right in the main body 30, The third coil spring 402 absorbs vibration that linearly moves right and left transmitted through the eccentric rotation of the eccentric shaft tumbled by the spring 402 so as to absorb the eccentric rotation of the eccentric shaft.

또한, 상기 메인바디(30)는 상기 승강판(20)의 하부에서 다양한 각도로 회전 유동 가능하도록 볼조인트(301)로 결합함과 동시에 제2코일스프링(302)으로 탄설되고, 상기 승강판(20)은 승강 가능케 설치됨과 동시에 제1코일스프링(201)으로 탄설됨으로써 상하로 직선 운동하는 진동을 상기 제1코일스프링(201)이 흡수 완화하기 때문에 편심축의 편심 회전에 대응할 수 있게 된다.The main body 30 is coupled to the ball joint 301 so as to be rotatable at various angles at a lower portion of the lifting plate 20 and at the same time tall as the second coil spring 302, 20 can be lifted and lowered, and at the same time, since the first coil spring 201 absorbs vibration vibrating up and down linearly by being tumbled by the first coil spring 201, the first coil spring 201 absorbs eccentric rotation of the eccentric shaft.

따라서 검사 대상 축(A)이 편심 회전하거나 길이 방향으로 기울어진 상태로 회전하더라도 상기 초음파탐상자(60)의 접촉자(601)는 검사 대상 축(A)과 이격 발생 없이 검사 대상 축(A)의 외주면에 정밀하게 밀착됨으로써 접촉자(601)가 편마모되는 현상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 접촉자(601)가 검사 대상 축(A)과 이격되지 않고 정밀한 접촉 상태를 유지함으로써 초음파에 의한 정확한 펄스 데이터를 얻을 수 있게 되어 용접 부위의 결함을 탐지하기 위한 초음파 탐상의 정확성이 크게 향상된다. The contactor 601 of the ultrasonic probe 60 can be rotated about the axis A of the object to be tested A without departing from the object axis A even if the object axis A rotates eccentrically or tilted in the longitudinal direction It is possible to prevent the contactor 601 from being unevenly worn by being closely adhered to the outer circumferential surface and to precisely maintain the contact state of the contactor 601 without being separated from the axis A to be inspected to thereby obtain accurate pulse data by ultrasonic waves The accuracy of the ultrasonic inspection for detecting defects in the welded portion is greatly improved.

또한, 본 발명의 초음파 탐상장치는 검사 대상 축(A)이 편심되어 회전하거나 길이방향으로 기울어진 채로 회전하더라도 초음파탐상자(60)의 좌우 양측에 배치되는 제1롤러(401) 또는 초음파탐상자(60)의 전후에 배치되는 제2롤러(501)가 초음파탐상자(60)의 접촉자(601)보다 먼저 검사 대상 축(A)의 외주면과 접동함으로써 접촉자(601)를 보호하는 역할을 하여 접촉자(601)의 편마모를 방지할 뿐만 아니라, 초음파탐상자(60)의 전후에 배치되는 제2롤러(501)는 하우징(40)에 설치된 제1롤러(401)와 달리 하우징(40)에 승강 가능케 설치된 홀더(50)에 설치되어 있으므로 홀더(50)의 승강에 따라서 상기 제1롤러(401)와 제2롤러(501)에 동시에 외접하는 축의 직경을 달리할 수 있게 된다. The ultrasonic inspection apparatus according to the present invention may include a first roller 401 disposed on the left and right sides of the ultrasonic probe 60, or a first roller 401 disposed on both sides of the ultrasonic probe 60 even if the axis A to be examined is eccentrically rotated or rotated while being inclined in the longitudinal direction. The second roller 501 disposed on the front and rear sides of the main body 60 serves to protect the contactor 601 by sliding on the outer peripheral surface of the subject axis A before the contactor 601 of the ultrasonic probe 60, Unlike the first roller 401 mounted on the housing 40, the second roller 501 disposed on the front and rear sides of the ultrasonic probe 60 can prevent the uneven wear of the housing 60, The diameters of shafts that are simultaneously in contact with the first roller 401 and the second roller 501 can be different according to the ascending and descending of the holder 50. [

따라서 직경이 작은 검사 대상 축(A)의 경우에는 초음파탐상자(60)의 전후에 위치하는 제2롤러(501)만 검사 대상 축에 접촉하여 초음파 탐상이 이루어질 수 있게 되고, 직경이 큰 검사 대상 축의 경우에는 초음파탐상자(60)의 전후에 위치하는 제2롤러(501) 뿐만 아니라, 초음파탐상자(60)의 좌우에 위치하게끔 하우징(40)에 설치된 제1롤러(401)도 검사 대상 축과 접촉하여 초음파 탐상이 이루어질 수 있게 됨으로써 본 발명의 초음파 탐상장치는 다양한 직경을 가지는 검사 대상 축에 대한 초음파 탐상이 가능케 된다.Therefore, in the case of the axis A to be inspected having a small diameter, only the second roller 501 positioned before and after the ultrasonic probe 60 is brought into contact with the axis to be inspected, so that ultrasonic inspection can be performed. The first roller 401 provided on the housing 40 so as to be positioned on the right and left sides of the ultrasonic probe 60 as well as the second roller 501 positioned before and after the ultrasonic probe 60, So that the ultrasonic inspection apparatus of the present invention can perform ultrasonic inspection on the axis of the inspection object having various diameters.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

A: 검사 대상 축 1: 초음파 탐상장치
10: 부착판 101: 세로안내봉
20: 승강판 201: 제1코일스프링
30: 메인바디 301: 볼조인트
302: 제2코일스프링 303: 가로안내봉
40: 하우징 401: 제1롤러
402: 제3코일스프링 403: 회전축봉
50: 홀더 501: 제2롤러
502: 제4코일스프링 503: 장착홈
60: 초음파탐상자 601: 접촉자
602: 케이블A: Axis to be inspected 1: Ultrasonic flaw detector
10: attachment plate 101: vertical guide rod
20: lifting plate 201: first coil spring
30: main body 301: ball joint
302: second coil spring 303: lateral guide rod
40: housing 401: first roller
402: third coil spring 403:
50: holder 501: second roller
502: fourth coil spring 503: mounting groove
60: Ultrasonic probe 601: Contactor
602: Cable

Claims

A main body 30 coupled to a ball joint 301 provided at the center of the bottom surface of the steel plate 20 to allow a free rotational flow;
The first and second rollers 401 and 402 are coupled to a lateral guide bar 303 provided between both side plates of the main body 30 and movable left and right. (40);
A holder 50 rotatably coupled to the rotary shaft rod 403 provided in the housing 40 in the transverse direction and provided with a second roller 501 sliding forward and backward from the outer circumferential surface of the shaft A to be inspected;
And an ultrasonic probe (60) detachably mounted in a mounting groove (503) on the bottom surface of the holder (50) and having a contactor (601) on the bottom surface thereof.

The method according to claim 1,
The lifting plate 20 is attached to a vertical guide bar 101 provided at a lower portion of the mounting plate 10 attached to the lifting and lowering apparatus so as to be movable up and down. Wherein a first coil spring (201) is provided between the first and second plates to allow the lifting plate (20) to move up and down in a flexible manner.

The method according to claim 1,
Wherein a second coil spring (302) is provided between a plane of the main body (30) and a bottom surface of the elevating plate (20) to enable elastic rotation of the main body (30).

The method according to claim 1,
A third coil spring (402) is provided between the outer surface of the housing (40) and the inner surfaces of both side plates of the main body (30) to allow elastic left and right linear movement of the housing (40) .

The method according to claim 1,
Wherein a fourth coil spring (502) is provided between a plane of the holder (50) and a bottom surface of the housing (40) to allow the holder to be lifted up and down.